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Radioastronomie: Meteor-Beobachtung

Das Plakat «Meteoroid - Meteor - Meteorit» in unserer Sternwarte erklärt den Zusammenhang dieser drei Begriffe. Im Rahmen dieses Artikels «Radioastronomie: Meteor-Beobachtung» interessiert uns nun der Meteor:

Dazu einige Ergänzungen: Durch die ionisierten Luftmoleküle entsteht nicht nur eine in der Nacht sichtbare Leuchtspur, es werden auch Radiowellen an der ionisierten Luft reflektiert. Diese reflektierten Radiowellen kann man nicht nur in der Nacht, sondern auch am Tag empfangen.

Meteor-Echos

GRAVES (grand réseau adapté à la veille spatiale) ist ein französisches militärisches Radar-System. Es ist seit 2005 in Betrieb und dient der Bahnbestimmung von künstlichen Erdsatelli- ten. Der Sender bei Broye-Aubigney-Montseugny (in der Nähe von Besançon) sendet auf einer Frequenz von 143.050 MHz. Der Sender strahlt mit etwa 30° Elevation in den Himmel. Die- sen Sender macht man sich zu Nutze, um Meteore zu erfassen.
Ein direkter Empfang des Senders ist bei uns nicht möglich. Wenn aber ein Meteor die Luft- moleküle ionisiert, wird das Signal an dieser Schicht zurück auf die Erdoberfläche reflek- tiert. Wenn man eine Antenne in die Richtung des Senders mit einer Neigung von etwa 45° aufstellt, kann man mit einem Empfänger die reflektierten Signale auffangen.

Empfangssystem

Auf meinem Balkon steht eine Antenne beste- hend aus einem Dipol und einem Reflektor. Das Signal der Antenne wird dann in einem «Software Defined Radio» SDRuno RSP-1A verarbeitet.

SDR

Der RSP-1A arbeitet in einem Frequenzbereich von 1 KHz bis 2 GHz. Mit der Software kann das gewünschte Signal von 144.050 MHz empfangen werden - die Bandbreite beträgt 3 KHz.

astro.vallensis.ch/meteor/

Wenn eine Abfrage der Meteor-Ereignisse erfolgt, erstellt die PHP-Software aus den Rohdaten die Statistiken und die Grafiken.
Wie sind diese Grafiken zu lesen? Hier ein Beispiel:

Die Grafiken sind keine Bilder!
Von oben nach unten läuft die Zeit:
Bild/Grafik Höhe Startzeit um 23:32:22.3 UT Dauer (Länge): 4.8 Sekunden
Ereignis Zeit Start 23:32:24.2 Dauer (Länge): 0.9 Sekunden

Der zeitlich Unterschied beträgt 4 Sekunden, da jeweils 2 Sekunden vor und nach dem Meteor-Echo das empfangene Signal ebenfalls angezeigt wird.

Von links nach rechts wird die Frequenzverschiebung (Dopplereffekt durch die Bewegung des Meteors) angezeigt. Links: tiefere Frequenz = Entfernung zum Empfänger wird grösser, Rechts: höhere Frequenz = Entfernung wird geringer. Auch hier wird zusätzlich zum detektierten Ereignis jeweils 300 Hz links und rechts angezeigt.
Die Signalstärke des Echos wird in der Grafik links von schwarz - kein Signal bis weiss - maximales Signal angezeigt. In der rechten 3D-Grafik entspricht die Signalstärke der Höhe.

Statistik für den Monat Januar 2023

Zum Schluss

Seit Mitte 2020 läuft die Aufzeichnung auf einem alten Laptop, der aber am 20. Februar 2023 sich in die ewigen Jagtgründe verabschiedet hat. Seither ist das System auf einem Raspberry Pi in Betrieb. Durch die Umstellung hat sich die Frequenz-Auflösung von 7.63 auf 15.26 Hz geändert.

Weiteren Infos zum Thema

www.ursusmajor.ch/downloads/meteordetektion-durch-forward-scattering.pdf
www.itr-datanet.com/~pe1itr/graves/
Orion 3/2020 ab Seite 24: «Systéme de dètection de météores et d’aéronefs»